Sirup Glukosa Deskripsi proses

- Titik didih : 296 o C - Kelarutan dalam air : 235 gr100 gr H 2 O - Panas Pelarutan dalam air : 20.2 KJmol - Panas pembakaran : -3025.5 KJmol Sifat-sifat Kimia : - Berbentuk kristal pada suhu kamar - Berwarna putih tidak berbau dan berasa manis - Larut dalam air,glycerol dan propylene glycol - Sedikit larut dalam metanol, etanol, asam asetat dan phenol - Tidak larut dalam sebagian besar pelarut organik Perry, 1950

2.3.2 Maltosa

Sifat fisik : - Rumus molekul : C 12 H 22 O 11 - Densitas : 1,54 g cm 3 - Titik lebur : 102-103 o C - Titik didih : 2173 K atau 899,85 o C Sifat-sifat kimia : - Larut dalam air - Tidak larut dalam eter dan alkohol perry, 1999

2.3.3 Dekstrin

Sifat Fisik : Rumus molekul : C 12 H 20 O 10 Berat molekul : bervariasi Penampakan : Bubuk berwarna putih atau kuning pH : 5-7 Titik cair : 178 o C perry, 1999

2.3.4 Glukosa

Sifat Fisik : - Rumus molekul : C 6 H 12 O 6 - Berat molekul : 180 g mol - Densitas : 1,54 g cm 3 - Titik lebur : 140-150 o C - Titik didih : 146 o C Sifat kimia : - Larut dalam air - Larut dalam etanol dan metanol - Berasa manis - Berfungsi sebagai sumber energi

2.3.5 Katalis Raney Nickel

Sifat-sifat Fisika : - Komposisi Kimia Ni,wt : 50 Al, wt : 50 - Densitas pada fase solid, g cm -3 : 8,1 - Densitas Partikel : 3,32 - Porosity : 0,59 - Purc Vol,cm 3 g -1 : 0,178 - Berbentuk bubuk halus berwarna kelabu. - Suhu yang umum digunakan pada 70-100 o C. perry, 1999 Sifat-sifat Kimia : - Cukup resistensi terhadap dekomposisi, dapat disimpan dan digunakan kembali dalam beberapa periode waktu. - Stabilitas termal tidak terurai pada temperatur yang tinggi

2.3.6 Hidrogen

Sifat-sifat Fisika : - Densitas : 0,0899 grlt - Specific gravity : 0,0694 - Specific Volume : 193 cuftlb 21,1 o C - Titik didih : -252 o C - Temperatur dapat terbakar sendiri : 580 o C Sifat-sifat Kimia: o Reaksi dengan oksigen akan menghasilkan air o Hidrogen sangat reaktif terhadap senyawa halogen, reaksi dengan fluorin membentuk senyawa HF o Dengan nitrogen, hidrogen bereaksi membentuk amoniak o Hidrogen bereaksi pada temperatur tertentu dengan sejumlah logam, seperti lithium membentuk senyawa LiH o Hidrogenasi asetaldehid menghasilkan etil alkohol perry,1950

2.4 Pemilihan Proses

Proses pembuatan sorbitol bisa dilakukan dengan berbagai cara dan bahan baku yang digunakan juga bermacam-macam, dengan kondisi operasi dan konversi yang berbeda. Macam-macam proses pembuatan sorbitol dari sirup glukosa: 1. Proses reduksi elektrolitik. 2. Proses hidrogenasi katalitik.

2.4.1 Proses reduksi elektrolitik

Bagian utama dari proses ini adalah ”elektrolitik cell” yang merupakan tempat terjadinya reduksi D-glukosa menjadi sorbitol. Biasanya pada bagian ini dilengkapi dengan sumber arus yang tidak berfluktuasi. Elektroda yang dipakai adalah amalgam sebagai katoda dan timbal sebagai anoda, sedangkan larutan yang dipakai NaOH dan Na 2 SO 4. Pada prinsipnya glukosa akan direduksi dengan H 2 sebagai hasil proses elektrolisis diatas. Dari proses diatas akan dihasilkan sorbitol. Faith, 1975

2.4.2. Proses Hidrogenasi katalitik

Proses pembuatan sorbitol dengan hidrogenasi katalitik dilakukan dengan cara mereaksikan dextrosa dan gas hirogen bertekanan tinggi dengan menggunakan katalis Raney nickel dalam reaktor, sehingga kontak yang terjadi semakin baik. Dari proses yang telah disebutkan diatas, maka dipilih proses hidrogenasi katalitik untuk pembuatan sorbitol dengan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut: Tabel 2.2 Perbandingan antara Reduksi Elektronik dan Hidrogenasi Katalitik Parameter Proses Reduksi Elektrolitik Hidrogenasi Katalitik 1. Segi proses • Bahan baku • Konversi reaksi • Kualitas produk 2. Segi ekonomi Glukosa Rendah Dalam proses reduksi dibutuhkan waktu yang lama untuk mencapai produk yang diinginkan. Rendah Untuk bahan baku dari sirupglukosa produk sorbitol yang dihasilkan kurang begitu bagus. Harga dari electrode sangat mahal. Glukosa Tinggi Dalam proses hidrogenasi waktu yang dibutuhkan untuk mencapai proses yang diinginkan lebih cepat. Tinggi Bila dibandingkan dengan proses reduksi, produk sorbitol yang dihasilkan lebih bagus. Bahan tambahan seperti gas hydrogen dan katalis nikel mudah dijangkau dan murah serta efektif.

2.5 Deskripsi proses

Proses hidrogenasi katalitik terdiri dari beberapa tahap: 1. Tahap pencampuran bahan baku 2. Tahap reaksi hidrogenasi 3. Tahap pemurnian dan pemekatan Proses reaksi dilakukan secara kontiniu, tekanan 68 atm dan temperatur 145 o C, didalam reaktor dilengkapi dengan pengaduk, sparger gas H 2 , serta coil yang bisa dilalui steam pemanas sekaligus air pendingin.

1. Tahap Pencampuran Bahan Baku

Pada tahap ini, bahan baku berupa sirup glukosa disimpan dalam tangki penampung tangki bahan baku F-101. Konsentrasi dari sirup glukosa telah memenuhi standar yaitu 46-50 dan pH 7. Sirup glukosa dialirkan dari tanki bahan baku menuju Heat Exchanger L-106 dengan menggunakan pompa L- 106 yaitu bertujuan untuk memanaskan terlebih dahulu temperatur bahan baku tadi dari + 30 o C menjadi 100 o C dengan media pemanas berupa steam. Kemudian sirup glukosa panas tadi ditarik lagi dengan pompa L-107 dan dialirkan dengan tekanan yang lebih tinggi yaitu 68 atm menuju reaktor hidrogenasi. Pada saat yang sama hidrogen dari tanki penyimpanan F101 juga dialirkan dengan menggunakan kompressor C-103 melewati heat exchanger E-102 diharapkan temperaturnya 100 o C, sehingga kedua reaktan tersebut bertemu pada titik pencampur pada temperatur yang sama 100 o C dan tekanan yang sama 68 atm. Dan selanjutnya kombinasi kedua reaktan tadi mengalir menuju reaktor hidrogenasi.

2. Tahap Reaksi Hidrogenasi

Dimana pada tahap ini terjadi reaksi antara sirup glukosa dengan gas H 2 menghasilkan sorbitol. Hidrogen dan sirup glukosa yang telah dipanaskan dan dinaikkan tekanannya masuk ke dalam reaktor dan akan melewati partikel-partikel halus dari katalis yang tersusun fix bed di dalam reaktor. Reaksi ini dinamakan hidrogenasi katalitik karena menggunakan katalis Raney nickel untuk mempercepat reaksi yang memiliki kadar 95,5 Alloy. Mekanisme reaksi adalah: C 6 H 12 O 6 + H 2 C 6 H 14 O 6 Dari reaksi diatas akan diperoleh produk berupa sorbitol, dan terdapat kandungan air, maltosa, dekstrin dan sisa hidrogen. Setelah reaksi, produk tadi keluar melalui outlet reaktor dan akan diturunkan tekanannya dengan menggunakan reducer X- 202 hingga tekanan mencapai 10 atm. Setelah itu campuran produk tadi akan mengalami proses pendinginan melalui cooler E-301 hingga temperatur outlet 90 o C. Setelah itu larutan campuran produk tadi akan masuk ke tahap pemurnian.

3. Tahap Pemurnian dan Pemekatan

Pada tahap ini akan dilakukan pemurnian sorbitol dan pemurnian dari gas hidrogen sisa untuk di daur ulang kembali. Setelah melewati cooler campuran produk tadi akan masuk menuju Separator-Flash Drum D-302 untuk memisahkan campuran gas hidrogen dari liquid campuran produk sorbitol. Hidrogen yang telah terpisah akan masuk ke unit pressure swing adsorption PSA D-401 dan D-402 untuk dimurnikan kembali, dimana impuritis gas hidrogen tadi akan tertahan di adsorber, sehingga diperoleh hidrogen yang lebih murni. Setelah dimurnikan, hidrogen tadi akan dialirkan dengan menggunakan blower G-403 menuju kompressor C-103 untuk dipergunakan kembali sebagai reaktan. Sedangkan campuran sorbitol yang keluar dari bottom separator diturunkan terlebih dahulu tekanannya hingga 1 atm lalu dialirkan dengan pompa L-304 menuju Evaporator V-501. Proses evaporator ini bertujuan untuk memekatkan larutan sorbitol. Larutan sorbitol yang masuk ke evaporator akan diuapkan kadar airnya pada kondisi operasi tekanan 1 atm dan temperatur 110 o C. Pada tahap ini air yang terkandung di dalam inlet evaporator akan diuapkan sebanyak 20. Selanjutnya larutan sorbitol dialirkan oleh pompa L-502 menuju tanki penyimpanan produk.

BAB III NERACA MASSA

Pra rancangan pabrik sorbitol ini direncanakan beroperasi dengan kapasitas 60 ton hari selama waktu operasi 330 hari tahun. Unit peralatan utama yang menghasilkan adanya perubahan massa pada proses produksi sorbitol tersebut adalah sebagai berikut : 1. Reaktor R-201 2. Separator D-302 3. Adsorber D-401 dan D-402 4. Evaporator V-501 Setelah dilakukan perhitungan berdasarkan basis perhitungan 1 jam operasi pada lampiran A, maka diperoleh hasil perhitungan neraca massa pada tabel 3.1 sampai dengan Tabel 3.4 berikut ini : 3.1 Reaktor R-201 Tabel 3.1 Neraca Massa pada Reaktor R-201 Komponen Masuk kg jam Keluar kg jam F 7 F 6 F 3 F 8 Sorbitol - - 1750 Glukosa 1581,25 - 14 Maltosa 55 - 55 Air 850,3125 - 850,3125 Dekstrin 0,75 - 0,75 Hydrogen recycle - 3,6923 - Hydrogen - 182,7877 - Hydrogen sisa reaksi - - 3,7296 Sub total 2487,3125 186,48 2673,7921 Total 2673,7921 2673,7921 3.2 Separator Gas-Liquid D-302 Tabel 3.2 Neraca Massa pada Separator Gas-Liquid D-302 Komponen Masuk kg jam Keluar kg jam F 10 F 11 F 14 Sorbitol 1750 - 1750 Glukosa 14 - 14 Maltosa 55 - 55 Air 850,3125 - 850,3125 Dekstrin 0,75 - 0,75 Hydrogen 3,7296 3,7296 - Sub total 2673,7921 3,7296 2670,0625 Total 2673,7921 2673,7921 3.3 PSA Pressure Swing Adsorption-D-401 402 Tabel 3.3 Neraca Massa pada PSA Komponen Masuk kg jam Keluar kg jam F 11 F 18 F 12 Hydrogen 3,692304 - 3,692304 Pengotor 0,037296 0,037296 Sub total 3,7296 - 3,692304 Total 3,7296 3,7296